Documento: Tecnologia de Polimento Químico-Mecânico (CMP) para Filmes de Diamante Nanocristalino
Índice
Introdução
Requisitos de aplicação
Especificações do sistema
Fluxo de processamento
Resultados
Caso do cliente
Introdução
Os filmes de diamante nanocristalino (NCD) retêm o alto módulo de Young (1.100 GPa) do diamante-de cristal único, ao mesmo tempo que oferecem a vantagem de baixa-temperatura (<450 °C) growth. This makes them highly promising for applications in Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS), Surface Acoustic Wave (SAW) devices, thermal management, and tribological coatings. However, due to competitive grain growth, the surface roughness of NCD films increases with thickness, limiting their use in devices requiring ultra-smooth surfaces. Chemical Mechanical Polishing (CMP), as a low-temperature, low-pressure, high-precision surface planarization technique, can effectively reduce NCD film roughness and enhance their suitability for such devices.
Requisitos de aplicação
O processamento de wafers NCD deve atingir os seguintes objetivos:
Rugosidade da superfície: Pós-polimento Ra menor ou igual a 2 nm
Variação total da espessura (TTV): TTV final do wafer menor ou igual a 2 µm
Controle de Espessura: Sujeito aos requisitos do cliente
Sem danos à superfície: evite defeitos como micro-fissuras e grafitização
Alto rendimento: Adequado para wafers curvados, evitando quebras
Especificações do sistema
O sistema de retificação e polimento de precisão HSM oferece uma solução-completa de processo.
Fluxo de processamento
Preparação de Amostras
Prepare filmes NCD-cultivados por CVD com espessura de 1,5 µm.
Limpe o substrato de silicone usando uma solução de limpeza.
Preparação de Polimento
Substitua a placa de moagem por uma almofada de polimento. Pré-condicione a esponja por 30 minutos e troque o abrasivo por pasta de polimento especializada HSM.
Controle os principais parâmetros através da interface gráfica:
Velocidade da placa de polimento: Menor ou igual a 100 rpm
Taxa de fluxo de lama: monitorada por um sistema-de controle de alimentação por gotejamento em tempo real (reduz o desperdício)
Carga de pressão: 3-4 psi
Alvo: Remova os danos da sub{0}}superfície e obtenha uma superfície atomicamente lisa (Ra menor ou igual a 2 nm).
Resultados
Os filmes NCD processados pelo sistema HSM{0}}CMP obtiveram o seguinte desempenho:
Caso do cliente
Um cliente usou o sistema-CMP HSM para processamento CMP de um filme NCD de 2 polegadas da seguinte forma:
Estado inicial: RMS=18.3 nm, mostrando facetas de grãos distintas.
Após 4 horas de polimento: RMS=1.7 nm, com áreas localizadas atingindo 0,42 nm.
Composição da Superfície: XPS não apresentou grafitização, com aumento moderado no teor de oxigênio.
Adequação: Eficaz para wafers curvados sem risco de fratura.
Efeito de limpeza: A limpeza SC-1 removeu a maioria dos contaminantes da superfície.
Validação Técnica
Esquema: morfologia da superfície do filme NCD após processamento pelo sistema HSM-CMP.
Notas:
Equipamento de medição: Interferômetro de luz branca ER230
